探究斜面的机械效率
【教学目标】 一、知识与技能
1．知道利用斜面拉物体时，有用功与总功的计算方法，会计算斜面的机械效率。 2．会测定斜面的机械效率，并会运用控制变量法的实验方法进行探究实验。 3．知道提高机械效率的意义和主要方法。 二、过程与方法
1．从生活实际出发，培养探究物理学的有关知识的兴趣以及深入认识事物的能力。 2．亲身经历测量斜面机械效率的过程，通过参与探究影响斜面的机械效率因素的活动，学习拟定简单的科学探究计划和实验方案，并培养自主合作探究的能力。 三、情感、态度与价值观
1．让学生学会关注生产、生活中各种机械的机械效率，具有用机械效率来评价机械的意识。
2．通过探究活动，进行充分的交流与合作，培养学生严谨求实的科学态度和团结协作的科学精神。 【实验教具】
学生用实验器材：弹簧测力计、刻度尺、木板斜面、毛巾、玻璃、带钩的方木块、长方体铁块、砝码。
老师用实验器材：器材同上。 软件：Flash课件。 【教学过程】
一、创设情景，导入新课
师： 演示从水中捞出小桶，提出在这个过程中对谁做的是有用功，对谁做的是额外功
生：对小桶做的是有用功，对小桶中的水做的是额外功。
师：重复演示上述实验，但目的是为了从井中取水，谁做的是有用功，对谁做的是额外功
生：对小桶中的水做的是有用功，对小桶做的是额外功。
师：说得很好。我们在做功的过程中所谓的有用功就是我们的目的所在，总会不可避免的做一些额外功，这样使得有用功总是小于总功，有用功占总功的百分比就是机械效率，
师：桥梁的引桥是一个斜面，而且桥面越高，引桥也越长。（大屏幕）你们知道为什么吗？
生：可以省力
师：既然使用斜面可以省力，那能不能省功呢？ 生：不能。因为使用任何机械都不能省功。 二、合作交流，解读探究 1．提出问题：
师：这节课我们就一起来探究斜面的机械效率。
师：我们利用斜面做功时，目的是把物体抬到一定高度处。我们不把它竖起提升，而是沿着斜面把它拉上去，这是为了省力。演示：请看这里，沿斜面拉物体时，什么是有用功？什么是总功？如何计算斜面的机械效率？ 生：克服物体重力所做的功
是有用功，拉力所做的功
是总功。
师：我们需要哪些测量仪器？需要测量哪些物理量呢？ 生：需要弹簧测力计和刻度尺。要测出物体重力
，斜面高度，拉力
，斜面长度。
斜面的机械效率： （大屏幕）
师：你们准备怎样测量拉力的大小？
生：用弹簧测力计钩住物体，沿斜面匀速向上拉，读出测力计的示数即为拉力的大小。 师：知道了如何测量斜面的机械效率了，同学们猜想一下，斜面的机械效率可能与哪些因素有关呢？ 2．进行猜想：
生：斜面的机械效率可能与斜面的高度、斜面长度、倾斜程度、斜面坡度、斜面粗糙程度、所拉物体重力等有关。（大屏幕）
师：能说说你们的猜想依据吗？对学生的猜想做出及时的评价，或肯定或解疑，并加以归纳总结。
师：很不错，同学们猜想了这么多因素，而且说得有理有据。我们能不能把这些因素中相类似的因素合并合并，把问题简化一下呢？谁来说？
师：按照同学们的讨论结果，进行合并后，影响斜面的机械效率的因素有几个？ 生：斜面的倾斜程度、斜面的粗糙程度、物体重力。（大屏幕） 3．设计方案：
师：要证明同学们的猜想是否正确，最好的办法就是做实验，因为实验是检验真理的唯一标准。但是在做实验之前，我们必须先设计好实验方案，因为只有这样，才能让实验有条不紊的进行。
师：当一个物理量与几个因素有关，我们用什么方法来进行探究呢？ 生：控制变量法。
师：当一个量与多个因素有关，在探究其中一个因素时，我们要控制其它的因素一定，这就是控制变量法。由于探究的因素较多，我们的时间也有限，所以各小组的同学只能就其中一个你比较感兴趣的问题来进行探究，各小组讨论一下，我来分分组，同时请各小组组长来领取实验报告单。把你们的设计方案写下来，画出实验的图例和实验表格。 生设计实验，师巡视。发现问题及时给与帮助。 4．展示交流结果：
生1：在探究斜面机械效率与斜面倾斜程度的关系时，控制斜面的粗糙程度和物体重力一定，改变斜面的倾斜程度。分别就较缓、较陡、最陡做三次。
生2：在探究斜面机械效率与斜面粗糙程度的关系时，控制斜面的倾斜程度和物体重力一定，改变斜面的粗糙程度。分别在毛巾、木板、玻璃斜面上做三次。
生3：在探究斜面机械效率与物体重力的关系时，控制斜面的倾斜程度和斜面粗糙程度一定，改变物体的重力，分别用较轻、较重、最重的物体做三次。
5．进行实验：
师：方案已经制定出来了。下面就开始实验吧。同学们边做实验边记录数据。 生：做实验。师巡视。发现问题及时帮助。 6．分析论证，得出结论
师：同学们的实验做完了吗？做完了。把你们的数据及结论拿到前面来展示一下，让大家来分享你们的实验成果吧。哪个小组先来？你们小组先来吧。
生：展示实验。先把实验报告拿到展示台下展示，然后一个同学做演示，一个同学解说。 生1：我们探究的是斜面的机械效率与倾斜程度的关系。所以我们得出的结论是：斜面的倾斜程度越大，机械效率越高。
生2：我们小组探究的是斜面的机械效率与斜面粗糙程度的关系我们得出的结论是：斜面越粗糙，斜面的机械效率越低。
生3：我们探究的是斜面的机械效率与物体重力的关系。在误差范围内，我们得出的结论是：斜面的机械效率与物体重力无关。
师；同学们都说得非常好。综合一下同学们的实验结论。我们可以得出影响斜面的机械效率的因素只有两个，即斜面的倾斜程度和斜面的粗糙程度。具体的关系怎样说才算是严密的呢？
生：在斜面的粗糙程度一定时，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高。 生：在斜面的倾斜程度一定时，斜面越粗糙，斜面的机械效率越高。 生：斜面的机械效率与物体的重力无关。 师：说得非常好。（大屏幕展示结论） 7．评估与交流
师：我们回到刚才第一个表格中，同学们有没有什么新的发现？ 生：我还发现，倾斜程度越小，拉力越小，也就是越省力。
师：那综合分析一下省力情况与机械效率大小，你可以得到什么结论？ 生：斜面越省力，机械效率越低；斜面越费力，机械效率越高。
师：既然斜面的倾斜程度越小，机械效率越低，那盘山公路为什么还要把斜面修得那么长呢？
生：为了更省力。
师：特别是对于较重的物体做功考虑更多的应该是省力的问题，因为如果你不能搬不动动物体，你做的功就等于0，你的机械效率也将为零。这样看来，我们应该在力所能及的范围内，尽量的让斜面更陡一些，更光滑一些，这样就能提高斜面的机械效率了。
师：通过刚才的探究，你最感兴趣的是什么？你还想知道有关斜面的哪些方面问题？（大屏幕）
生：我还想知道斜面在生活中还有哪些应用……
师：还有生活中不太起眼的螺丝钉，千斤顶，楼梯等等都是斜面。针对学生提出的问题加以解释或让优等生加以解释。 三、应用迁移，延伸拓展：
师：效率是一个很重要的问题，提高机械效率，可以更充分地发挥机械设备的作用，因为可以减少能耗，降低生产成本。效率就是时间，效率就是金钱，效率就是生命。无论做什么都会有效率，无论什么时候，我们都要尽量的提高效率。
阅读理解：效率
除了机械做功有效率问题外，日常生活中的很多事情都有效率问题。一家人吃饭，不可能把每粒米都吃进肚里，这里我们可用效率表示对米的有效利用程度。用铅笔写字，一支铅笔的铅芯都能完全利用吗？人们总希望这根铅笔芯被利用的程度越大越好，因而这里的效率反映了对铅笔芯的有效利用程度。用炉子烧水的时候，煤炭不可能都完全燃烧，燃烧的煤炭放出的热量只有一部分被水吸收，很多热量浪费掉了，在这里我们可用“效率”的高低来表示对煤炭和放出的热量的有效利用率的大小。吹电风扇时，消耗的电能除了一部分转化为电风扇的机械能之外，电动机中的线圈由于电流通过会发热，夏天，电风扇工作久了，电机发热就是很好的证明，但产生的这些热量都白白散失到空气中了。所以也可以用效率来表示电能利用率的大小。日常生活中所说的“工作效率”、“学习效率”、“办事效率”等等，都是从一定角度反映对某些事物的有效利用程度。（大屏幕展示文字并配音）
看完这段方字，请同学们根据生活中你使用的机械，想想，怎样提高机械效率呢？另外，再结合自己的学习实际，想想又如何提高学习效率呢？
师：这个问题就留给大家课后去思考吧，今天这节课我们就上到这儿。